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Multifunktionale Leichtbauelemente aus zellularen Werkstoffen für innovatives Bauen

Multifunctional lightweight components made of cellular materials for innovative building
 
: Rybandt, Susi; Hohlfeld, Jörg; Andersen, O.; Göhler, H.; Kaufmann, G.; Schulze, C.

Bauingenieur 88 (2013), No.10, pp.420-434
ISSN: 0005-6650
German
Journal Article
Fraunhofer IWU ()
Fraunhofer IFAMDD ()
Aluminiumschaum; Metallhohlkugel; Metallfaser; zellulares Metall; Bauwesen; Leichtbau; Funktionalität; Wärmedämmung; Schalldämmung; Brandschutz

Abstract
Aufgrund ihres ausgefallenen Eigenschaftsportfolios fanden metallische Schäume, Faser- und Hohlkugelstrukturen schon in zahlreichen Bereichen in Form von Prototypen und Serienbauteilen Verwendung. Im Manuskript werden Herstellung, Eigenschaften und Anwendungspotenzial kurz beschrieben.
Im Bauwesen beschränkt sich die Verwendung der zellularen Werkstoffe auf Designelemente und tragende Elemente. Letzteres nur mit prototypischem Charakter. Gerade für Gebäudeaufstockungen und Sanierungen scheinen selbsttragende, leichte Halbzeuge aus zellularen Metallen Potenzial zu besitzen. Mit der Integration zusätzlicher Funktionen erfahren die Halbzeuge eine deutliche Aufwertung. Im Manuskript wird darauf näher eingegangen.
Allerdings müssen die neuen Werkstoffe vor ihrer Einführung in das Bauwesen Zulassungsverfahren erfolgreich durchlaufen. Mit der Zulassung sind umfangreiche Werkstoffprüfungen und Berechnungen verknüpft. In der Veröffentlichung werden ausführlich Ergebnisse diverser Werkstoffprüfungen vorgestellt und diskutiert.
Anhand eines Demonstrators wurde der Nachweis erbracht, dass zellulare Halbzeuge in gleicher Weise wie konventionelle Baustoffe genutzt werden können. Aufgrund der Eigenschaftskombination er-öffnen leichte und multifunktionale Baustoffe mit zellularen Metallen neue Wege für das Bauwesen.

 

Cellular metals combine numerous interesting properties which are not known as such when it comes to other materials. Due to their cellular structures they have a low density. Nevertheless the structures are self-supporting and they have high load bearing capacities when combined with high-strength materials. Properties resulting from the cellular design are somewhere between those of metals and ceramics.Based upon this special parameter portfolio, metallic foams, fiber- and hollow sphere structures have been already used in various fields of prototype or serial application. Manufacturing, properties and application potential are briefly described. The use of cellular materials in the building industry is limited to design and supporting elements, the latter only with prototypic character. Self-supporting, light weight semi-finished products made of cellular metals are especially useful for building extensions and renovation. A real revaluation is achievable for semi-finished foam products by integration of additional functions. The manuscript describes the subject in more detail.However, the new materials have to successfully pass an authorization procedure prior to their entry to the building industry. Associated with the authorization are comprehensive material tests and calculations. The results of several material tests are presented and discussed in the publication. The proof of concept has been provided by means of a demonstrator. Cellular semi-finished products can be used in the same way as conventional building materials. Because of their unique combination of properties light-weight and multifunctional building materials based upon cellular metals open new ways for the construction industry.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-262881.html